JP4968362B2 - 映像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、顔前にて使用され、映像と共に外界の像を提供する映像表示装置に関する。

近年、顔前にて使用され、表示した映像の光と外界からの光を眼に導いて、映像と外界の像を提供する映像表示装置が、個人用の情報供給手段として提案されている。広い視界を確保するために、映像を表示する表示部は装置の周辺部に配置され、表示部からの光を眼に導くための接眼光学系と、接眼光学系を保持する透明板が眼の前に配置される。表示部からの光を反射して外界からの光を透過させる反射型のホログラム素子を接眼光学系として用いることで、映像の拡大虚像を外界の像に重ねて提供することも行われている。

このような装置は、眼鏡のような形状とされるのが一般的であり、使用者は日常生活のあらゆる場面で装置を使用することができる。例えば、歩行中でも映像観察が可能である。

接眼光学系であるホログラム素子は、透明板の表面に貼り付けられるか、あるいは透明板の内部に設けられる。後者の構成は、傾斜した端面を有する２つの素片を接合することにより透明板を作製し、その接合面にホログラム素子をあらかじめ貼り付けておくことで実現されている。この構成では、表示部からの光を透明板の端部より導き入れ、対向する２つの表面で反射しながらホログラム素子に導く。

ところが、従来の映像表示装置では、接眼光学系であるホログラム素子の側端面は透明板の表面に対して略垂直になっており、使用者の視線の方向に対して大きな角度差がない。このため、外部からの光がホログラム素子の側端面で反射されて眼に入射する。また、同様な理由で、透明板の端面で反射されて眼に入射する光もあり、２つの素片を接合して透明板とした構成では、接合面で反射されて眼に入射する光もある。これらの光は、反射されなければ眼に入射しないはずの光であり、本来の方向とは別の方向から眼に入射して、使用者に提供する像の質を低下させることになる。

また、図２７の上面図に示すように、２つの素片１３ａ、１３ｂを嵌合し、隙間１３ｇを接着剤３２で充填して素片１３ａ、１３ｂを接着して透明板を形成すると、接着剤３２の収縮や隆起が生じることがある。この接着剤３２の収縮や隆起により外界からの光ＬＢの屈折や回折が生じ、本来使用者の眼Ｅに入射しない不要な光が眼Ｅに導かれて像の質を低下させる場合もある。接着剤３２に限らず、ホログラム素子を形成する感光材料を、２つの素片１３ａ、１３ｂ間の隙間や、透明板に形成されたスリットに充填する場合も同様に、収縮等により屈折や回折が生じる問題がある。

また、ホログラム素子は特性の優れた光学素子ではあるものの、従来の映像表示装置は接眼光学系としてホログラム素子を１つだけ備える構成であるため、接眼光学系の性能の向上を図るには限界がある。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、像の質を低下させる不要な外光を低減した映像表示装置、および優れた性能を有する接眼光学系を備えた映像表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、第１の発明の映像表示装置は、映像を表示する表示部と、接眼光学系と、前記接眼光学系を保持する透明な板状部材とを備え、前記接眼光学系が眼の前に位置して前記板状部材が眼に対面する状態で使用され、前記表示部からの光を前記接眼光学系により眼に導いて前記表示部が表示した映像の虚像を提供するとともに、外界からの光を前記板状部材を透過させて眼に導いて外界の像を提供する映像表示装置において、使用者の眼に対向する前記板状部材の表面に露出した複数の部材とその境界を覆う被覆部が設けられており、前記接眼光学系と板状部材と被覆部とで屈折率が等しいことを特徴とする。

第２の発明の映像表示装置は、上記第１の発明において、前記被覆部を樹脂成形により形成したことを特徴とする。

第３の発明の映像表示装置は、上記第１の発明において、前記被覆部は光学フィルムから成ることを特徴とする。

第４の発明の映像表示装置は、上記第１の発明において、前記板状部材が第１の素片及び第２の素片から成り、前記被覆部が前記第１の素片と一体に形成されて前記第２の素片を含む複数の部材を覆うことを特徴とする。

板状部材の表面を被覆部により覆うため、複数の部材間の隙間に充填される接着剤や感光材料の収縮や隆起等による凹凸が形成されず該隙間に入射する光の屈折や回折が防止される。従って、使用者の眼に導かれる不要な外界からの光を低減して質の高い像を提供することができる。また、被覆部は樹脂成形や光学フィルムの貼着により簡単に形成することができ、板状部材と一体に形成すると部品点数を削減することができる。

第１の実施形態の映像表示装置の斜視図。 第１の実施形態の映像表示装置の表示部と透明板の断面図。 第１の実施形態の映像表示装置の透明板の模式的な側面図（ａ）および正面図（ｂ）。 第２の実施形態の映像表示装置の斜視図。 第２の実施形態の映像表示装置の透明板を成す素片の模式的な側面図（ａ）および正面図（ｂ）。 第３の実施形態の映像表示装置の斜視図。 第３の実施形態の映像表示装置の透明板を成す素片の模式的な側面図。 第４の実施形態の映像表示装置の斜視図。 第４の実施形態の映像表示装置の透明板を成す素片の側面図（ａ）、正面図（ｂ）および水平方向の断面図（ｃ）。 第４の実施形態の映像表示装置の使用時の透明板と眼の位置関係を模式的に示す図。 第５の実施形態の映像表示装置の透明板の側面図（ａ）および正面図（ｂ）。 第５の実施形態の映像表示装置のホログラム素子の作製方法を模式的に示す図。 第６の実施形態の映像表示装置の透明板を示す斜視図。 第６の実施形態の映像表示装置の透明板を示す側面断面図。 第６の実施形態の映像表示装置の透明板を示す上面断面図。 第７の実施形態の映像表示装置の透明板を示す斜視図。 第７の実施形態の映像表示装置の透明板を示す側面断面図。 第８の実施形態の映像表示装置の透明板を示す分解斜視図。 第８の実施形態の映像表示装置の透明板を示す側面断面図。 第９の実施形態の映像表示装置の透明板を示す分解斜視図。 第１０の実施形態の映像表示装置の透明板を示す分解斜視図。 第１０の実施形態の映像表示装置の透明板を示す側面断面図。 第１１の実施形態の映像表示装置を組み込んだ携帯電話機の斜視図。 第１１の実施形態の映像表示装置の断面図。 第１１の実施形態の映像表示装置の透明板を成す素片の模式的な側面図（ａ）および正面図（ｂ）。 屈折率の異なる２つの媒質の境界面に入射する光の入射角と反射率の関係を示す図。 ２つの素片の接着部分に入射する光の進行方向を説明する上面図。

以下、本発明の映像表示装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。第１の実施形態の映像表示装置１の外観を図１に示す。映像表示装置１は、映像を表示する表示部１１Ｒ、表示部１１Ｒからの光を反射する反射型のホログラム素子１２Ｒ、透明で板状の１対の透明板１３Ｌ、１３Ｒ、透明板１３Ｌ、１３Ｒを連結する連結部１５、１対のテンプル１６Ｌ、１６Ｒ、および１対の鼻当て１７Ｌ、１７Ｒを備えている。

映像表示装置１は、全体としておおよそ眼鏡のような形状を有しており、眼鏡と同様、透明板１３Ｌ、１３Ｒがそれぞれ左右の眼に対面するように頭部に装着される。テンプル１６Ｌ、１６Ｒはそれぞれ透明板１３Ｌ、１３Ｒの端部に取り付けられており、鼻当て１７Ｌ、１７Ｒは連結部１５に取り付けられている。テンプル１６Ｌ、１６Ｒと鼻当て１７Ｌ、１７Ｒは、頭部に支持されるとともに、透明板１３Ｌ、１３Ｒを支持する装着部材である。

表示部１１Ｒは透明板１３Ｒの上端部に固定されている。装着時には、表示部１１Ｒは使用者の視野の外に位置し、視界を妨げることがない。表示部１１Ｒの動作は、ケーブル１８を介して接続されている制御装置（不図示）によって制御される。透明板１３Ｌ、１３Ｒは、通常の眼鏡のレンズと同様、楕円形に近い外形を有しており、視野の略全体に相当する大きさである。透明板１３Ｌ、１３Ｒは前面（眼から遠い表面）と後面（眼に近い表面）を互いに平行な平面とされており、光学的パワーを有していない。

ホログラム素子１２Ｒは長方形の薄板状であり、透明板１３Ｒの中央付近の内部に設けられている。透明板１３Ｒはホログラム素子１２Ｒを保持し、装着時にホログラム素子１２Ｒを右眼の直前に位置させる。ホログラム素子１２Ｒは、透明板１３Ｒの表面に対して傾斜しており、装着時にはその下端が上端よりも顔面に近くなる。表示部１１Ｒからの光はホログラム素子１２Ｒによって反射されて右眼に入射する。また、外界からの光は透明板１３Ｒを透過して右眼に入射する。

ホログラム素子１２Ｒは、その反射光が表示部１１Ｒの映像の拡大虚像を表すように設定されており、接眼光学系として機能する。提供される虚像は、表示部１１Ｒの実像の十倍程度またはそれ以上の大きさであり、眼の前方１〜数ｍの距離に位置する。また、ホログラム素子１２Ｒは外界からの光を透過させるように設定されており、したがって、映像の虚像は外界の像の中央部に重なって観察される。

表示部１１Ｒと透明板１３Ｒの断面図を図２に示す。表示部１１Ｒは、透過型の液晶表示器（ＬＣＤ）１１ａ、発光ダイオード（ＬＥＤ）１１ｂ、レンズ１１ｃ、およびこれらを収容する筺体１１ｄより成る。ＬＥＤ１１ｂは、ＬＣＤ１１ａを照明するための所定波長の光を発し、レンズ１１ｃは、ＬＥＤ１１ｂからの光をＬＣＤ１１ａの全面に均一に導く。ＬＣＤ１１ａは映像を表示し、レンズ１１ｃを介してＬＥＤ１１ｂより与えられる光を変調する。

透明板１３Ｒの上端部は、縁に近づくほど前面側に膨らむくさび状とされており、このくさび状の部位を前後から挟むようにして筺体１１ｄが固定されている。ＬＣＤ１１ａによって変調された光は、上端面より透明板１３Ｒに入射し、後面に達する。ＬＥＤ１１ｂ、レンズ１１ｃ、ＬＣＤ１１ａは、透明板１３の後面に対する光の入射角が臨界角を超えるように配置されており、後面に達した光は全反射される。後面で反射された光は前面でも全反射され、透明板１３Ｒ内で数回の全反射を繰り返してホログラム素子１２Ｒに入射する。このように複数回の反射により光をホログラム素子１２Ｒに導くことで、透明板１３Ｒを大きくかつ薄くすることができる。

透明板１３Ｒの模式的な側面図および正面図を図３の（ａ）、（ｂ）に示す。透明板１３Ｒには前面から後面に達する帯状のスリット１４が形成されている。このような構成の透明板１３Ｒは、例えば、スリット１４と同形の突出片を有する金型を用いるインサート成形で作製することができる。ホログラム素子１２Ｒはスリット１４内に、スリット１４を隙間なく満たすように設けられている。ホログラム素子１２Ｒは、例えば、感光性を有し加熱等により固化する液状の感光材料をスリット１４に流し込み、材料を固化させた後にホログラム露光することにより作製されている。ホログラム素子１２Ｒの材料としては、固化後の屈折率が透明板１３Ｒの屈折率と同じになるものを使用しており、ホログラム素子１２Ｒと透明板１３Ｒの屈折率は等しい。

ホログラム素子１２Ｒは薄板状であるが、薄いながらも４つの端面を有する。上下（前後）の端面は外部に露出しており、空気との境界面を成す。これらの端面は、それぞれ透明板１３Ｒの前面および後面と同一平面を成すように仕上げられており、視線に対して垂直に近い。このため、ホログラム素子１２Ｒの前後の端面によって反射されて眼に入射する外界からの光はない。

左右の端面は透明板１３Ｒとの境界面であり、透明板１３Ｒに接する。これらの端面は透明板１３Ｒの前面および後面に対して垂直であり、視線に対して平行に近い。したがって、仮にこれらの端面が外界からの光を反射すれば、その反射光が眼に入射する可能性がある。しかしながら、前述のように、ホログラム素子１２Ｒの屈折率と透明板１３Ｒの屈折率が等しいため、ホログラム素子１２Ｒの左右の端面は光学的には存在しないことになり、ここで反射される外界からの光はない。

ホログラム素子１２Ｒの上面と下面（後面と前面）も透明板１３Ｒとの境界面であり、透明板１３Ｒに接する。仮にこれらの面が外界からの光を反射するとしても、視線に対する角度が大きいため、反射光は眼に入射しない。しかも、上記と同じ理由でこれらの面は光学的には存在しないに等しいから、外界からの光は透過するのみである。結局、ホログラム素子１２Ｒと透明板１３Ｒの境界面で反射されて眼に入射する外界からの光はなく、ホログラム素子１２Ｒと外部の空気の境界面で反射されて眼に入射する光もない。

透明板１３Ｒの前面と後面は視線に対して垂直に近いから、これらの面で反射されて眼に入射する外部からの光はない。一方、透明板１３Ｒの周囲の端面は視線に対して平行に近く、前面を透過した外界からの光が端面で反射されて眼に入射する可能性がある。この可能性をなくすために、透明板１３Ｒの端面全体には内部からの光の反射を防止する反射防止膜が施されている。つまり、前面を透過した外界からの光は端面をも透過する。したがって、透明板１３Ｒと空気の境界面で反射されて眼に入射する光もない。

このような設定の映像表示装置１では、外界からの光が反射されて本来の方向とは異なる方向から眼に入射することはなく、そのような光のために提供する像の質が低下するという不都合は生じない。なお、端面のどの部位も視野内に入らないように透明板１３Ｒを大きくして、反射防止膜を省略するようにしてもよい。表示器１１Ｒからの光を透明板１３Ｒの前面と後面で反射してホログラム素子１２Ｒに導くようにしているため、透明板１３Ｒをそのような大きさとすることは容易である。しかも、透明板１３Ｒを大きくしても厚さを増す必要がなく、装置を軽量に保つことができる。

以下、他の実施形態の映像表示装置について説明するが、映像表示装置１の構成要素と同一または類似の機能を有する構成要素は同じ符号で表して、重複する説明は省略する。

第２の実施形態の映像表示装置２の外観を図４に示す。映像表示装置２は、映像表示装置１を修飾して、透明板１３Ｌ、１３Ｒをフレーム１９に固定するとともに、透明板１３Ｒおよびこれに保持されているホログラム素子１２Ｒの構成を変えたものである。テンプル１６Ｌ、１６Ｒおよび鼻当て１７Ｌ、１７Ｒはフレーム１９に取り付けられている。また、ケーブル１８はフレーム１６Ｒの内部に収納され、テンプル１６Ｒの後端から出て制御装置に接続されている。

透明板１３Ｒは透明で板状の２つの素片１３ａ、１３ｂを接合して作製されている。また、ホログラム素子１２Ｒは素片１３ａ、１３ｂの接合面に設けられており、透明板１３Ｒの左右両端に達する。したがって、左右方向に広い映像を提供することができる。

上側に位置する素片１３ａの側面図および正面図を図５の（ａ）、（ｂ）に示す。素片１３ａは細長く、その原体は、例えば、押し出し成形で作製することができる。ホログラム素子１２Ｒは、薄板状の感光材料を接合面となる原体の斜面に貼り付け、素片１３ａの原体の押し出し成形の方向に移動しながらホログラム露光することで作製することができる。露光後、素片１３ａの原体と素片１３ｂの原体をＵＶ接着剤で接着し、切削加工して眼鏡レンズの形状を有する透明板１３Ｒとする。この方法では、素片１３ａとホログラム素子１２Ｒの位置合わせをする必要がない。なお、素片１３Ｒの原体の斜面に液状の感光材料兼接着剤を塗布し、接着後にホログラム露光してもよい。

映像表示装置２では、ホログラム素子１２Ｒと透明板１３Ｒの境界面には、視線に対する角度の小さい部分がなく、外界からの光がホログラム素子１２Ｒと透明板１３Ｒの境界面で反射されて眼に入射することはない。また、ホログラム素子１２Ｒの端部や透明板１３Ｒの端部はフレーム１９の溝に入り込んでおり、それらの端面で反射されて眼に入射する外界からの光もない。

第３の実施形態の映像表示装置３の外観を図６に示す。映像表示装置３は、透明板１３Ｌにもホログラム素子１２Ｌを設けるとともに、表示部１１Ｌを追加して、両眼に映像を提供するようにしたものである。２つの表示部１１Ｌ、１１Ｒが視差のある映像を表示することで、立体映像を提供することができる。透明板１３Ｌ、１３Ｒは前面と後面を曲面とされて光学的パワーを有しており、視度調節機能を有する。したがって、視力の低下した人でも、他の矯正手段を用いることなく、像を鮮明に観察することができる。

透明板１３Ｌ、１３Ｒは透明な板状の素片１３ｃと透明なプリズム状の素片１３ｄより成る。素片１３ｄは、素片１３ｃに埋め込まれており、後面のみが露出している。素片１３ｄの側面図を図７に示す。透明板１３Ｌ、１３Ｒは、表面にホログラム素子１２Ｌ、１２Ｒを設けた素片１３ｄを金型内に配置し、その金型を用いて素片１３ｃを射出成形することによって作製することができる。

素片１３ｃ、１３ｄは屈折率の等しい材料で作製されている。したがって、素片１３ｃ、１３ｄの境界面には視線に対して平行に近い部分があるものの、素片１３ｃ、１３ｄの境界面で反射されて眼に入射する外界からの光はない。また、ホログラム素子１２Ｌ、１２Ｒも素片１３ｃ、１３ｄと屈折率の等しい材料で作製されており、ホログラム素子１２Ｌ、１２Ｒと透明板１３Ｌ、１３Ｒの境界面で反射されて眼に入射する外界からの光もない。透明板１３Ｌ、１３Ｒの周囲の端面には、第１の実施形態の映像表示装置１と同様に、反射防止膜が設けられている。

なお、素片１３ｄは素片１３ｃと一体化するため、その形状は自由に設定してよく、例えば板状とすることもできる。その場合、素片１３ｄの全体を素片１３ｃに埋没させることにより、透明板１３Ｌ、１３Ｒにパワーをもたせることができる。また、ホログラム素子のみを金型内に配置して成形することにより透明板を作製してもよい。このようにすると、素片１３ｄは存在しなくなるが、透明板１３Ｌ、１３Ｒと光学的に等価な透明板が得られる。

第４の実施形態の映像表示装置４の外観を図８に示す。この映像表示装置４は第１の実施形態の映像表示装置１の透明板１３Ｒの構成を変えたものである。透明板１３Ｒは透明で板状の２つの素片１３ｅ、１３ｆを、透明な接着剤で接着して作製されている。

素片１３ｆの側面図、正面図、および水平方向の断面図を図９の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示す。素片１３ｅとの接合面となる素片１３ｆの部位は、いずれも斜面とされており、水平方向の断面は後面側が広がった台形である。ホログラム素子１２Ｒは、下部の斜面に貼り付けられている。左右の斜面は、前面を透過して入射する外界からの光のうち、入射角がブリュースター角を超えるものを、眼に向かう方向以外の方向に反射するように、素片１３ｅ、１３ｆの屈折率を考慮して前面に対する角度が設定されている。

使用時の透明板１３Ｒと眼の関係を図１０に模式的に示す。素片１３ｆの前面を透過しブリュースター角を超える入射角で素片１３ｅ、１３ｆの境界面に入射した外界からの光ＬＢは、反射されても眼Ｅには入射しない。また、ブリュースター角以下の入射角で素片１３ｅ、１３ｆの境界面に入射する光は僅かであり、しかも、その反射率は低い。したがって、素片１３ｅ、１３ｆの境界面で反射されて眼に入射する光はほとんどない。また、ホログラム素子１２Ｒの左右の端面は素片１３ｆの左右の斜面と同一平面となるように設定されており、ホログラム素子１２Ｒと透明板１３Ｒの境界面で反射されて眼に入射する外部からの光もほとんどない。

このような構成の映像表示装置４では、透明板１３Ｒを成す素片１３ｅ、１３ｆとして屈折率が異なるものを使用することができるし、素片１３ｅ、１３ｆを接合するための接着剤も素片１３ｅ、１３ｆとは異なる屈折率のものを使用することができる。したがって、材料の選択の自由度が高い。さらに、接合面が傾斜しているため、接着剤を塗布して素片１３ｆを素片１３ｅに押圧するだけで容易に素片１３ｅ、１３ｆを接着することが可能であり、また、透明板１３Ｒの内部におけるホログラム素子１２Ｒの位置も自動的に定まる。

透明板１３Ｒの端面には、前述のように反射防止膜が施されており、透明板１３Ｒの端面で反射されて眼に入射する外界からの光はない。反射防止膜を設けることに代えて、素片１３ｅ、１３ｆの接合面と同様に、ブリュースター角を超える入射角で入射する外界の光を眼に向かう方向以外の方向に反射するように、眼に対する透明板１３Ｒの端面の向きを設定してもよい。その場合、素片１３ｅと空気の屈折率の差を考慮して端面の向きを定める。この方法は、第１、第３の実施形態の映像表示装置１、３でも採用することができる。

第５の実施形態の映像表示装置について説明する。本実施形態の映像表示装置は、第４の実施形態の映像表示装置４の透明板１３Ｒおよびホログラム素子１２Ｒの構成を変え、素片１３ｆ内にホログラム素子１２Ｒを形成したものである。また、図１１の（ａ）、（ｂ）に示すように、素片１３ｆの側端面及び下端面は視線に対して略平行に形成されている。

ホログラム素子１２Ｒと素片１３ｆは全く同じ材料で一体に作製されている。ホログラム素子１２Ｒの作製方法を図１２に模式的に示す。まず、感光剤を含む透明な材料を成形して素片１３ｆの原体を作製する。次いで、図１２の（ａ）または（ｂ）のように、ホログラム素子１２Ｒとする部位の表面に細い帯状のマスクＭを配置して、原体を露光する。この露光は干渉縞を形成しないように行う。これで、単なる透明な光学素子である素片１３ｆが得られ、その内部に、マスクＭの陰Ｓとなった感光材料が未露光のまま薄板状に残る。最後に、この未露光の感光材料をホログラム露光してホログラム素子１２Ｒとする。

この方法ではホログラム素子１２Ｒと素片１３ｆの屈折率に差が生じず、したがって、両者の境界面によって反射されて眼に入射する外部からの光はない。また、素片１３ｆと素片１３ｅ（図８参照）とは、屈折率の等しい材料で作成され、素片１３ｆ及び素片１３ｅと屈折率の等しい接着剤により接着されている。このため、素片１３ｆの側端面及び下端面に入射した光は、光学的に同一部材の接着剤及び素片１３ｅを透過し、反射により眼に導かれることはない。尚、素片１３ｆと素片１３ｅとを一体に成形加工して透明板１３Ｒを形成してもよい。また、空気との境界面となるホログラム素子１２の端面や透明板１３Ｒの周端面には、上記と同様に反射防止膜を施す。

なお、素片１３ｆの原体の露光は、図１２（ａ）のように後面側から行うことも、（ｂ）のように側面側から行うこともできる。また、前面側から行うことも可能である。ただし、後面側または前面側から露光を行う方が、ホログラム素子１２Ｒの厚さを容易に均一にすることできるためより好ましい。

表示部１１Ｒが固定される透明板１３Ｒのくさび状の上端部は、他の平板状の部分と別体としてもよい。その場合、上端部を平板状の部分と屈折率の等しい材料で作製し、両者を屈折率の等しい接着剤で接着する。

第６の実施形態の映像表示装置について説明する。本実施形態の映像表示装置は前述の図８に示す第４の実施形態の映像表示装置４と同様に構成される。透明板１３Ｒの斜視図、側面断面図及び上面断面図をそれぞれ図１３、図１４及び図１５に示す。これらの図に示すように、透明板１３Ｒは第４の実施形態の映像表示装置４と同様に、２つの素片１３ｅ、１３ｆを接合して構成されている。

素片１３ｆの左右の側端面は第５実施形態（図１１参照）と同様に視線に対して略平行に形成され、素片１３ｆの斜面にはホログラム素子１２Ｒが貼り付けられている。また、透明板１３Ｒの平板部分の前面及び後面には全面を覆う透明膜３１（被覆部）が形成されている。

素片１３ｆ及び素片１３ｅは、屈折率の等しい材料で作成されている。また、これらは互いに素片１３ｆ及び素片１３ｅと屈折率の等しい接着剤３２により接着されている。このため、素片１３ｆの左右の側端面に入射した光は、光学的に同一部材の接着剤３２及び素片１３ｅを透過し、反射により眼に導かれることはない。透明板１３Ｒの周面には、上記と同様に反射防止膜が施されている。

また、ホログラム素子１２Ｒと素片１３ｅ、１３ｆとの接合面は視線に対する角度が大きいため、ホログラム素子１２Ｒと素片１３ｅ、１３ｆとの界面で屈折率の違いによる反射がある場合でも、ブリュースター角を超える大きな反射率の反射光が眼に導かれることはない。

透明膜３１は金型やガラス型内に素片１３ｅ、１３ｆ及びホログラム素子１２Ｒを配置し、その型を用いて素片１３ｅ、１３ｆと同じ屈折率のＵＶ硬化樹脂を充填して射出成形することによって形成される。これにより透明膜３１は所定の表面形状に形成される。同時に、素片１３ｆと素片１３ｅとの隙間には接着剤３２としてＵＶ硬化樹脂が充填され、該隙間が素片１３ｆ、１３ｅとともに透明膜３１により覆われる。

従って、接着剤３２の硬化時の収縮や隆起による凹凸が透明膜３１の表面に発生せず、透明膜３１の表面を凹凸のない一様な面に形成することができる。これにより、該隙間に入射した光が屈折や回折することなく屈折率の等しい接着剤３２、ホログラム素子１２Ｒ、素片１３ｅを透過し、眼に導かれることを防止することができる。

透明膜３１は厚みを約１００μｍ以下の薄膜に形成することにより、光学性能に及ぼす影響を無視できる程度に低減することができるため厚み誤差を比較的大きく許容することができる。また、屈折率が透明板１３Ｒと等しいため、境界面の屈折を考慮せずに容易に設計できるが、映像光が透明膜３１の表面を反射しながら進行するため透明膜３１の厚みを考慮して光路長を設計する必要がある。

尚、透明膜３１は光学フィルムを透明板１３Ｒ上に貼着して形成してもよい。素片１３ｅ、１３ｆを所定位置に配置して光学フィルムを貼着し、接着剤３２を素片１３ｅ、１３ｆ間の隙間に充填することにより接着剤３２の収縮や隆起を防止することができる。このようにしても、上記と同一の効果を得ることができる。更に、光学フィルムとして反射防止フィルムを用いるとより望ましい。

また、接着剤３２が２つの素片１３ｅ、１３ｆ間に充填される場合に限られず、第１の実施形態のようなスリット１４（図３参照）に接着剤３２やホログラム素子１２Ｒを形成する感光材料を充填するような場合においても板状部材とホログラム素子等とを同時に透明膜３１で覆うことにより上記と同様の効果を得ることができる。

第７の実施形態の映像表示装置について説明する。本実施形態の映像表示装置は前述の図６に示す第３の実施形態の映像表示装置３と同様に構成され、図１６の斜視図及び図１７の側面断面図に示すように、ホログラム素子１２Ｒが貼着された素片１３ｄが素片１３ｃに埋められ、接着剤３２により接着して透明板１３Ｒが形成されている。透明板１３Ｒの後面には、第６実施形態と同様の透明膜３１が形成されている。素片１３ｃ、１３ｄ、接着剤３２はいずれも同じ屈折率を有している。

このような構成にしても、接着剤３２が充填される素片１３ｃ、１３ｄ間の隙間が素片１３ｃ、１３ｄとともに樹脂成形或いは光学フィルム等から成る透明膜３１で覆われるので、接着剤３２の硬化時の収縮や隆起による凹凸が透明膜３１の表面に発生しない。このため、透明膜３１の表面を凹凸のない一様な面に形成することができる。従って、第６実施形態と同様に、該隙間に入射した光が屈折や回折することなく、眼に導かれることを防止することができる。

第８の実施形態の映像表示装置について説明する。本実施形態の映像表示装置は第６の実施形態の映像表示装置と同様に構成され、図１８の分解斜視図及び図１９の側面断面図に示すように、素片１３ａ、１３ｂが視線方向に略垂直な平板部１３ｊ、１３ｋを有している。そして、ホログラム素子１２Ｒを有する素片１３ａの突起部１３ｇを素片１３ｂの孔部１３ｈに嵌合して素片１３ａ、１３ｂが接着剤３２により接着されている。素片１３ａ、１３ｂ、接着剤３２はいずれも同じ屈折率を有している。

このような構成にすると、突起部１３ｇと孔部１３ｈとの隙間は、平板部１３ｊ、１３ｋにより覆われている。従って、接着剤３２の硬化時の収縮や隆起による凹凸が透明板１３Ｒの表面に発生せず、透明板１３Ｒの表面を凹凸のない一様な面に形成することができる。これにより、該隙間に入射した光が屈折や回折することなく屈折率の等しい接着剤３２、ホログラム素子１２Ｒ、素片１３ｅを透過し、眼に導かれることを防止することができる。従って、平板部１３ｊ、１３ｋは第６の実施形態の透明膜３１と同様に作用し、素片１３ａ、１３ｂと一体に形成された透明膜３１とみなされる。これにより、光学フィルム等の透明膜３１を別途設ける必要がなく部品点数を削減することができる。

第９の実施形態の映像表示装置について説明する。本実施形態の映像表示装置は第８の実施形態の映像表示装置と同様に、図２０の分解斜視図に示すように、素片１３ａ、１３ｂが視線方向に略垂直な平板部１３ｊ、１３ｋを有している。そして、ホログラム素子１２Ｒを有する素片１３ａの斜面と素片１３ｂの斜面とを対向して素片１３ａ、１３ｂが接着剤３２（不図示）により接着されている。素片１３ａ、１３ｂ、接着剤３２はいずれも同じ屈折率を有している。このように構成しても、第８の実施形態と同様の効果を得ることができる。

第１０の実施形態の映像表示装置について説明する。本実施形態の映像表示装置は第８の実施形態の映像表示装置と同様に、図２１の分解斜視図及び図２２の側面断面図に示すように、素片１３ａ、１３ｂが視線方向に略垂直な平板部１３ｊ、１３ｋを有している。また、第８の実施形態と異なり、表示部１１Ｒを取付ける取付部１３ｒが素片１３ｂと一体に形成されている。

そして、ホログラム素子１２Ｒを有する素片１３ａの突起部１３ｇを素片１３ｂの孔部１３ｈに嵌合して素片１３ａ、１３ｂが接着剤３２により接着されている。素片１３ａ、１３ｂ、ホログラム素子１２Ｒ、接着剤３２はいずれも同じ屈折率を有している。このように構成しても、第８の実施形態と同様の効果を得ることができる。

第１１の実施形態の映像表示装置６について説明する。映像表示装置６は、携帯電話機に組み込まれており、受信した情報や送信する情報を使用者に映像として提供するものである。映像表示装置６を組み込んだ携帯電話機２０の外観を図２３に示す。携帯電話機２０は、本体部２０ａと蓋部２０ｂより成り、非使用時には、蓋部２０ｂが本体部２０ａに重なるように折り畳むことができる。

本体部２０ａは、主として電話機の機能を司り、信号処理回路を内蔵するほか、電話番号等の入力を行うための複数のキー２１、入力された電話番号を表示する液晶表示器２２、無線波を送受するアンテナ２３、受信した音声を出力するスピーカ２４等を備えている。蓋部２０ｂは、音声入力のためのマイクロフォン２５を備えており、また、映像表示装置６を内蔵している。蓋部２０ｂの内側の表面には窓２０ｃが設けられており、外側の表面にも窓２０ｃに対向する窓が設けられている。

図２３のＡ−Ａ’での映像表示装置６の断面を図２４に示す。映像表示装置６は、表示部１１Ｒ、ホログラム素子１２Ｒ、および透明板１３Ｒより成る。表示部１１Ｒは、上述の各実施形態のものと類似の構成であるが、レンズに代えてリフレクタ１１ｃ’を備え、これによりＬＥＤ１１ｂからの光をＬＣＤ１１ａに導く。

透明板１３Ｒは、第２の実施形態のものと同様に、２つの素片１３ａ、１３ｂを接合して成り、ホログラム素子１２Ｒは、素片１３ｂとの接合面となる素片１３ａの斜面に設けられている。表示部１１Ｒを固定するための透明板１３Ｒのくさび状の部分は、本体部２０ａ側に突出している。

映像表示装置６は、透明板１３Ｒが窓２０ｃに対面するように蓋部２０ｂの内部に配置されている。使用者は、透明板１３Ｒおよび窓２０ｃが眼の前に位置し、本体部２０ａのスピーカ２４が耳の近くに位置するように、携帯電話機２０を手で持って使用することにより、通話しながら外界の像とこれに重なる映像を観察することができる。この状態で使用するときでも、使用者の発する声はマイクロフォン２５で検出される。

透明板１３の素片１３ａのＬＣＤ１１ａからの光が入射する端面には透過型のホログラム素子１２ａが設けられており、入射した光を反射して導く素片１３ａの前面および後面にはそれぞれ反射型のホログラム素子１２ｂ、１２ｃが設けられている。これらのホログラム素子１２ａ、１２ｂ、１２ｃは、ホログラム素子１２Ｒと共に、ＬＣＤ１１ａの映像の拡大虚像を提供するための接眼光学系を成す。

ホログラム素子１２Ｒは接眼光学系の最後段の素子となる。映像表示装置６では、このように接眼光学系を複数のホログラム素子で構成しているため、ホログラム素子１２Ｒのみで接眼光学系が構成されている第１〜第１０実施形態の映像表示装置よりも、映像を表す光の収差を良好に抑えることが可能であり、また、映像の拡大率を自由に設定することができる。

素片１３ａの前面および後面に設けられたホログラム素子１２ｂ、１２ｃは、ホログラム素子１２Ｒと同様に、外界からの光を透過させるように設定されており、また、ホログラム素子１２ａを透過して入射した光を回折によって反射するように設定されている。このように、透明板１３Ｒの前面と後面を全反射によらずに光を反射する構成とすると、前面や後面への光の入射角を臨界角よりも大きくする必要がなくなって、透明板１３Ｒに対する表示部１１Ｒの向きの設定が容易になる。

素片１３ａの左右の端面にもホログラム素子が設けられている。これらのホログラム素子は、前面を透過して入射した光のうち端面への入射角がブリュースター角を超えるものを、眼に向かう方向以外の方向に反射するように設定されている。

透明板１３Ｒを成す一方の素片１３ａの側面図、正面図を図２５の（ａ）、（ｂ）に示す。上記の全てのホログラム素子は、素片１３ａの表面に液状の感光材料をスピンコート法等によって塗布し、固化後ホログラム露光することによって作製されている。

このとき、ホログラム素子１２Ｒとする斜面、ホログラム素子１２ａとする端面、ホログラム素子１２ｂとする前面、ホログラム素子１２ｃとする後面、および左右の端面は、個別に感光材料を塗布して個別に露光する。感光材料を塗布することに代えて素片１３ａを液状の感光材料に浸し、取り出して感光材料を固化させた後、各部分を個別に露光するようにしてもよい。

このようにして各ホログラム素子を設けた素片１３ａに、他方の素片１３ｂを接着剤で接着することにより、透明板１３Ｒが得られる。素片１３ａ、１３ｂは屈折率の等しい材料で作製し、接着剤としても屈折率の等しいものを用いる。素片１３ｂの前面、後面、端面にもホログラム素子を設けて、透明板１３Ｒ全体として前面、後面、端面がそれぞれ一様な特性を有するようにしておく。映像表示装置６においても、ホログラム素子１２Ｒと透明板１３Ｒの境界面や、これらと空気の境界面で反射されて眼に入射する外界からの光はない。

なお、映像表示装置６では、透明板１３の前面と後面のホログラム素子１２ｂ、１２ｃが接眼光学系としての機能の一部を担うようにしているが、ホログラム素子１２ｂ、１２ｃは、外界からの光を透過させるとともに、ホログラム素子１２ａを透過して入射した光を反射するだけの設定としてもよい。また、ホログラム素子１２ａを省略して、３つのホログラム素子１２Ｒ、１２ｂ、１２ｃで接眼光学系を構成してもよい。

ＬＣＤ１１ａと透明板１３Ｒの間にホログラム素子を配置して、これを接眼光学系の一部としてもよい。ただし、そのような構成よりも、透明板１３Ｒの表面にホログラム素子を設ける方が、装置を小型化できて好ましい。外界の像を提供する必要がないときは、ホログラム素子１２ｂ、１２ｃに代えて、通常の反射膜を透明板１３Ｒの前面と後面に設ける構成とすることも可能である。

その場合、蓋部２０ｂの外側の窓は不要であり、内側の窓２０ｃはホログラム素子１２Ｒからの光を遮ることなく眼に導き得る大きさとすれば十分である。また、素片１３ｂも不要であり、素片１３ａの左右の端面にホログラム素子を設ける必要もない。

なお、上述した実施形態には以下の構成（＃１）〜（＃２３）が含まれている。

（＃１） 映像を表示する表示部と、接眼光学系と、前記接眼光学系を保持する透明な板状部材とを備え、前記接眼光学系が眼の前に位置して前記板状部材が眼に対面する状態で使用され、前記表示部からの光を前記接眼光学系により眼に導いて前記表示部が表示した映像の虚像を提供するとともに、外界からの光を前記板状部材を透過させて眼に導いて外界の像を提供する映像表示装置において、前記接眼光学系と前記板状部材との境界面が、ブリュースター角を超える入射角で入射する外界からの光を眼に向けて反射しないように、設定されていることを特徴とする映像表示装置。

（＃２） 前記接眼光学系と外部の空気との境界面が、ブリュースター角を超える入射角で入射する外界からの光を眼に向けて反射しないように、設定されていることを特徴とする（＃１）に記載の映像表示装置。

（＃３） 前記板状部材と外部の空気との境界面が、ブリュースター角を超える入射角で入射する外界からの光を眼に向けて反射しないように、設定されていることを特徴とする（＃１）に記載の映像表示装置。

（＃４） 前記板状部材は第１の板状素片と第２の板状素片とから成り、第１の板状素片と第２の板状素片との境界面が、ブリュースター角を超える入射角で入射する外界からの光を眼に向けて反射しないように、設定されていることを特徴とする（＃１）〜（＃３）のいずれかに記載の映像表示装置。

（＃５） 境界面が、ブリュースター角を超える入射角で入射する外界からの光を眼に向かう方向以外の方向に反射するように、眼に対する向きを設定されていることを特徴とする（＃１）〜（＃４）のいずれかに記載の映像表示装置。

（＃６） 前記接眼光学系と前記板状部材が直接接しており、前記接眼光学系と前記板状部材の屈折率が等しいことを特徴とする（＃１）に記載の映像表示装置。

（＃７） 前記接眼光学系と前記板状部材が接着剤によって接着されており、前記接眼光学系と前記板状部材と接着剤との屈折率が等しいことを特徴とする（＃１）に記載の映像表示装置。

（＃８） 前記板状部材が内部にスリットを有し、前記接眼光学系が前記板状部材のスリットに充填されていることを特徴とする（＃５）または（＃６）に記載の映像表示装置。

（＃９） 第１の板状素片と第２の板状素片が直接接しており、第１の板状素片と第２の板状素片の屈折率が等しいことを特徴とする（＃４）に記載の映像表示装置。

（＃１０） 第１の板状素片と第２の板状素片が接着剤によって接着されており、第１の板状素片と第２の板状素片と接着剤との屈折率が等しいことを特徴とする（＃４）に記載の映像表示装置。

（＃１１） 前記板状部材が、前記表示部からの光を端部より入射させて、外部の空気との境界面で反射して前記接眼光学系に導くことを特徴とする（＃１）〜（＃１０）のいずれかに記載の映像表示装置。

（＃１２） 前記板状部材が、外部の空気との境界面に、端部より入射した前記表示部からの光を反射し、外界からの光を透過させる反射型のホログラム素子を有することを特徴とする（＃１１）に記載の映像表示装置。

（＃１３） 前記接眼光学系が、前記表示部からの光を反射し、外界からの光を透過させる反射型のホログラム素子であることを特徴とする（＃１）〜（＃１２）のいずれかに記載の映像表示装置。

（＃１４） 映像を表示する表示部と、接眼光学系と、前記接眼光学系を保持する透明な板状部材とを備え、前記接眼光学系が眼の前に位置して前記板状部材が眼に対面する状態で使用され、前記表示部からの光を前記接眼光学系により眼に導いて前記表示部が表示した映像の虚像を提供するとともに、外界からの光を前記板状部材を透過させて眼に導いて外界の像を提供する映像表示装置において、前記接眼光学系が２以上のホログラム素子より成り、前記板状部材が前記ホログラム素子のうち少なくとも最終段のホログラム素子を保持することを特徴とする映像表示装置。

（＃１５） 前記板状部材が、前記表示部からの光を端部より入射させて、外部の空気との境界面で反射して前記接眼光学系の最終段のホログラム素子に導くことを特徴とする（＃１４）に記載の映像表示装置。

（＃１６） 前記板状部材が、外部の空気との境界面に、端部より入射した前記表示部からの光を反射し、外界からの光を透過させる反射型のホログラム素子を有し、このホログラム素子が前記接眼光学系の最終段以外のホログラム素子を兼ねることを特徴とする（＃１５）に記載の映像表示装置。

（＃１７） 前記接眼光学系の最終段のホログラム素子が、前記表示部からの光を反射し、外界からの光を透過させる反射型のホログラム素子であることを特徴とする（＃１４）〜（＃１６）のいずれかに記載の映像表示装置。

（＃１８） 前記板状部材が光学的パワーを有することを特徴とする（＃１）〜（＃１７）のいずれかに記載の映像表示装置。

（＃１９） 使用者の頭部に装着するための装着部材を備えることを特徴とする（＃１）〜（＃１８）のいずれかに記載の映像表示装置。

（＃２０） 映像を表示する表示部と、接眼光学系と、前記接眼光学系を保持する透明な板状部材とを備え、前記接眼光学系が眼の前に位置して前記板状部材が眼に対面する状態で使用され、前記表示部からの光を前記接眼光学系により眼に導いて前記表示部が表示した映像の虚像を提供するとともに、外界からの光を前記板状部材を透過させて眼に導いて外界の像を提供する映像表示装置において、使用者の眼に対向する前記板状部材の表面に露出した複数の部材を覆う被覆部を設けたことを特徴とする映像表示装置。

（＃２１） 前記被覆部を樹脂成形により形成したことを特徴とする（＃２０）に記載の映像表示装置。

（＃２２） 前記被覆部は光学フィルムから成ることを特徴とする（＃２０）に記載の映像表示装置。

（＃２３） 前記被覆部を前記板状部材と一体に形成したことを特徴とする（＃２０）に記載の映像表示装置。

構成（＃１）では、映像を表示する表示部と、接眼光学系と、接眼光学系を保持する透明な板状部材を備え、接眼光学系が眼の前に位置し板状部材が眼に対面する状態で使用されて、表示部からの光を接眼光学系により眼に導いて表示部が表示した映像の虚像を提供するとともに、外界からの光を板状部材を透過させて眼に導いて外界の像を提供する映像表示装置において、接眼光学系と板状部材の境界面が、ブリュースター角を超える入射角で入射する外界からの光を眼に向けて反射しないように、設定されているものとする。

一般に、屈折率の異なる２つの媒質の境界面に光が入射するとき、反射率は入射角に依存する。入射角と反射率の関係を、媒質の屈折率が１と１．５の場合を例にとって図２６に示す。図２６において、（ａ）は光が屈折率の小さい媒質から屈折率の大きい媒質に入射するときの反射率を示しており、（ｂ）は光が屈折率の大きい媒質から屈折率の小さい媒質に入射するときの反射率を示している。Ｐ偏光の反射率Ｒｐが０になるときの入射角（矢印ＢＡで示す）がブリュースター角であり、境界面への入射角がブリュースター角に等しいとき、透過光と反射光は直角を成す。

入射角がブリュースター角以下のときは、Ｐ偏光の反射率ＲｐもＳ偏光の反射率Ｒｓも小さく、入射光の大部分が境界面を透過する。一方、入射角がブリュースター角を超えると、Ｐ偏光の反射率ＲｐもＳ偏光の反射率Ｒｓも急激に大きくなり、大部分が境界面で反射されるようになる。

したがって、ブリュースター角を超える入射角で入射する外界からの光を眼に向けて反射しないように接眼光学系と板状部材の境界面を設定することで、この境界面で反射されて眼に入射する外界からの光の量を大幅に低減することが可能になる。その結果、使用者に提供する像の質が低下するのを避けることができる。

接眼光学系と外部の空気の境界面や板状部材と外部の空気の境界面も、ブリュースター角を超える入射角で入射する外界からの光を眼に向けて反射しないように設定するとよい。

また、板状部材を第１の板状素片と第２の板状素片で構成する場合は、第１の板状素片と第２の板状素片の境界面も、ブリュースター角を超える入射角で入射する外界からの光を眼に向けて反射しないように設定するとよい。

このような設定は、ブリュースター角を超える入射角で入射する外界からの光を眼に向かう方向以外の方向に反射するように、眼に対する境界面の向きを定めることで実現することができる。

また、接眼光学系と板状部材、または板状部材を成す第１の板状素片と第２の板状素片を直接接し合わせ、接し合うものの屈折率を等しくすることでも実現できる。さらに、接眼光学系と板状部材、または第１の板状素片と第２の板状素片を接着剤で接着し、それら全ての屈折率を等しくすることでも実現できる。これらの構成では、境界面が実質的に存在しなくなり、反射光は皆無になる。

板状部材の内部にスリットを設け、接眼光学系を板状部材のスリットに充填した構成とするとよい。接眼光学系と板状部材の境界面の眼に対する向きを上記のように設定することや、接眼光学系と板状部材を直接接し合わせることが容易になる。

上記各構成の映像表示装置は、板状部材が、表示部からの光を端部より入射させて、外部の空気との境界面で反射して接眼光学系に導くようにするとよい。すなわち、板状部材の対向する２つの表面による反射で表示部からの光を接眼光学系に導く。このようにすると、表示部を視野の外に位置させるために板状部材を大きくし、かつ、板状部材を薄くすることができる。

ここで、板状部材が、外部の空気との境界面に、端部より入射した表示部からの光を反射し、外界からの光を透過させる反射型のホログラム素子を有するようにしてもよい。外部の空気との境界面である表面にホログラム素子を設けなくても全反射を利用すれば光を導くことは可能であるが、表面にホログラム素子を設けると全反射の条件を満たす必要がなくなって、板状部材の設計の自由度が増す。

接眼光学系は、表示部からの光を反射し、外界からの光を透過させる反射型のホログラム素子とするとよい。映像を外界の像の一部に重ねて提供する装置となる。しかも、ホログラム素子は波長選択性が高いため、外界からの光のほとんど全てを透過させることが可能であり、外界の像の一部が暗くなることがない。さらに、映像の拡大率の設定が容易であり、表示部として小型化のものを用いながら大きな映像を提供することができる。

また構成（＃１４）では、映像を表示する表示部と、接眼光学系と、接眼光学系を保持する透明な板状部材を備え、接眼光学系が眼の前に位置し板状部材が眼に対面する状態で使用されて、表示部からの光を接眼光学系により眼に導いて表示部が表示した映像の虚像を提供するとともに、外界からの光を板状部材を透過させて眼に導いて外界の像を提供する映像表示装置において、接眼光学系が２以上のホログラム素子より成り、板状部材が接眼光学系のホログラム素子のうち少なくとも最終段のホログラム素子を保持するものとする。

接眼光学系を２以上のホログラム素子で構成することにより、収差を良好に抑え、かつ映像の拡大率を自由に設定することができる。表示部からの光は板状部材に保持された最終段のホログラム素子から眼に導かれる。

この構成においても、板状部材が、表示部からの光を端部より入射させて、外部の空気との境界面で反射して接眼光学系の最終段のホログラム素子に導くようにするとよい。板状部材を大きく、かつ薄くすることができる。

その場合、板状部材が、外部の空気との境界面に、端部より入射した表示部からの光を反射し、外界からの光を透過させる反射型のホログラム素子を有し、このホログラム素子が接眼光学系の最終段以外のホログラム素子を兼ねるようにすることもできる。このようにすると、接眼光学系の最終段以外のホログラム素子を表示部と板状部材の間に配置する必要がなくなり、装置の構成が簡素になる。

また、接眼光学系の最終段のホログラム素子は、表示部からの光を反射し、外界からの光を透過させる反射型のホログラム素子とするとよい。質の高い映像を明るい外界の像に重ねて提供することが可能な装置となる。

上記のいずれの映像表示装置においても、板状部材に光学的パワーをもたせるとよい。板状部材のパワーにより視度調節がなされ、視力の低下した人でも、眼鏡等の他の矯正手段を用いることなく、像を鮮明に観察することが可能になる。

使用者の頭部に装着するための装着部材を備えるようにしてもよい。手で保持する必要がなくなり、使い勝手のよい装置となる。

また構成（＃２０）では、映像を表示する表示部と、接眼光学系と、接眼光学系を保持する透明な板状部材とを備え、接眼光学系が眼の前に位置して板状部材が眼に対面する状態で使用され、表示部からの光を接眼光学系により眼に導いて表示部が表示した映像の虚像を提供するとともに、外界からの光を前記板状部材を透過させて眼に導いて外界の像を提供する映像表示装置において、使用者の眼に対向する前記板状部材の表面に露出した複数の部材を覆う被覆部を設けたことを特徴としている。

この構成によると、例えば第１、第２の板状素片を嵌合した一部の隙間に接眼光学系を充填し、他の隙間に接着剤を充填することにより接眼光学系を保持した際に、第１、第２の板状素片に跨って該隙間を被覆部により覆って使用者の眼に対向する表面に隙間を露出させない。これにより、該隙間に充填された接眼光学系や接着剤による凹凸によって屈折や回折して眼に導かれる外光が低減される。被覆部は、樹脂成形や光学フィルムの貼着により形成することができ、被覆部と板状部材とを一体に形成してもよい。

接眼光学系とこれを保持する板状部材の境界面が、ブリュースター角を超える入射角で入射する外界からの光を眼に向けて反射しないように設定されている構成（＃１）の映像表示装置では、外界からの光のうち境界面による反射光が眼に入射するのを抑えることができ、質の高い像を提供することが可能である。さらに、接眼光学系と外部の空気の境界面、板状部材と外部の空気の境界面、あるいは板状部材を成す第１、第２の板状素片の境界面も同様に設定されている構成では、一層質の高い像を提供することが可能になる。

ブリュースター角を超える入射角で入射する外界からの光を眼に向かう方向以外の方向に反射するように、眼に対する境界面の向きを定めると、接眼光学系と板状部材に屈折率差があっても、またこれらと空気に屈折率差があるにもかかわらず、反射光を確実に低減することが可能である。したがって、接眼光学系や板状部材の材料を自由に選択することができる。

接眼光学系と板状部材の屈折率、あるいは第１、第２の板状素片の屈折率を等しくし、これらを直接接し合わせた構成や屈折率の等しい接着剤で接着した構成では、光学的には境界面が存在しなくなり、反射光をなくすことができる。

板状部材の内部にスリットを設け、このスリットに接眼光学系を充填するようにすると、接眼光学系と板状部材の眼に対する向きの設定が容易である。また、接眼光学系と板状部材が直接接するため、両者の屈折率を等しくすることで、容易に反射光をなくすことができる。

接眼光学系が２以上のホログラム素子より成り、板状部材が接眼光学系のホログラム素子のうち少なくとも最終段のホログラム素子を保持する構成（＃１４）の映像表示装置では、映像を表す光の収差を良好に抑えつつ、映像の拡大率を自由に設定することができる。したがって、質の高い映像を提供することが可能であり、また、小型の表示部を用いながら大きな映像を提供することができる。

板状部材が、表示部からの光を端部より入射させて、外部の空気との境界面で反射して接眼光学系あるいはその最終段のホログラム素子に導く構成では、板状部材を大きくかつ薄くすることができて、表示部を視野の外に位置させて広い視界を確保しながら、装置を軽量にすることができる。

板状部材が、外部の空気との境界面に、端部より入射した表示部からの光を反射し、外界からの光を透過させる反射型のホログラム素子を有する構成では、全反射によらずに光を導くことができて、板状部材に対する表示部の向きの設定が容易である。また、このホログラム素子が接眼光学系の最終段以外のホログラム素子を兼ねるようにすると、表示部と板状部材の間にホログラム素子を配置する必要がなくなって、簡素な装置構成になる。

接眼光学系あるいはその最終段のホログラム素子を、表示部からの光を反射し、外界からの光を透過させる反射型のホログラム素子とすると、映像を外界の像の一部に重ねて提供することができ、使用者は外界の像全体を見ることが可能である。したがって、安全性の高い装置となる。しかも、外界からの光のほとんど全てを透過させて、映像に重なる外界の像が暗くなるのを避けることができ、使用者に不自然な印象を与えることがない。

板状部材に光学的パワーをもたせると、視力の低下した人でも、眼鏡等を使用することなく、像を鮮明に観察することができる。また、頭部に装着するための装着部材を備える構成では、使い勝手のよい装置となる。

構成（＃２０）の映像表示装置では、板状部材の表面を被覆部により覆うため、複数の部材間の隙間に充填される接着剤や感光材料の収縮や隆起等による凹凸が形成されず該隙間に入射する光の屈折や回折が防止される。従って、使用者の眼に導かれる不要な外界からの光を低減して質の高い像を提供することができる。また、被覆部は樹脂成形や光学フィルムの貼着により簡単に形成することができ、板状部材と一体に形成すると部品点数を削減することができる。

１、２、３、４、６ 映像表示装置
１１Ｌ、１１Ｒ 表示部
１１ａ 液晶表示器
１１ｂ 発光ダイオード
１１ｃ レンズ
１１ｃ’ リフレクタ
１１ｄ 筺体
１２Ｌ、１２Ｒ ホログラム素子
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ ホログラム素子
１３Ｌ、１３Ｒ 透明板
１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ、１３ｅ、１３ｆ 素片
１４ スリット
１５ 連結部
１６Ｌ、１６Ｒ テンプル
１７Ｌ、１７Ｒ 鼻当て、
１８ ケーブル
１９ フレーム
２０ 携帯電話機
２０ａ 本体部
２０ｂ 蓋部
２１ 入力キー
２２ 液晶表示器
２３ アンテナ
２４ スピーカ
２５ マイクロフォン
３１ 透明膜
３２ 接着剤

Claims (4)

1. 映像を表示する表示部と、接眼光学系と、前記接眼光学系を保持する透明な板状部材とを備え、前記接眼光学系が眼の前に位置して前記板状部材が眼に対面する状態で使用され、前記表示部からの光を前記接眼光学系により眼に導いて前記表示部が表示した映像の虚像を提供するとともに、外界からの光を前記板状部材を透過させて眼に導いて外界の像を提供する映像表示装置において、使用者の眼に対向する前記板状部材の表面に露出した複数の部材とその境界を覆う被覆部が設けられており、前記接眼光学系と板状部材と被覆部とで屈折率が等しいことを特徴とする映像表示装置。
2. 前記被覆部を樹脂成形により形成したことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
3. 前記被覆部は光学フィルムから成ることを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。
4. 前記板状部材が第１の素片及び第２の素片から成り、前記被覆部が前記第１の素片と一体に形成されて前記第２の素片を含む複数の部材を覆うことを特徴とする請求項１に記載の映像表示装置。

Images